Параметрический усилитель

Параметри́ческий усили́тель

Радиоэлектронное устройство, в котором усиление сигнала по мощности осуществляется за счёт энергии внешнего источника (так называемого генератора накачки), периодически изменяющего ёмкость или индуктивность нелинейного реактивного элемента электрической цепи усилителя. П. у. применяют главным образом в радиоастрономии (См. Радиоастрономия), дальней космической и спутниковой связи и радиолокации (См. Радиолокация) как малошумящий усилитель слабых сигналов, поступающих на вход радиоприёмного устройства, преимущественно в диапазоне СВЧ. Чаще всего в П. у. в качестве реактивного элемента используют Параметрический полупроводниковый диод (ППД). Кроме того, в диапазоне СВЧ применяют П. у., работающие на электроннолучевых лампах, а в области низких (звуковых) частот —П. у. с ферромагнитным (ферритовым) элементом.

Наибольшее распространение получили двухчастотные (или двухконтурные) П. у.: в сантиметровом диапазоне — регенеративные «отражательные усилители с сохранением частоты» (рис., а), на дециметровых волнах — усилители — преобразователи частоты (рис., б) (см. Параметрическое возбуждение и усиление электрических колебаний). В качестве приёмного колебательного контура и колебательного контура, настраиваемого на вспомогательную, или «холостую», частоту (равную чаще всего разности или сумме частот сигнала и генератора накачки), в П. у. обычно используют объёмные резонаторы (См. Объёмный резонатор), внутри которых располагают ППД. В генераторах накачки применяют Лавинно-пролётный полупроводниковый диод, Ганна диод, варактор

ный Умножитель частоты и реже отражательный Клистрон. Частота накачки и «холостая» частота выбираются в большинстве случаев близкими к критической частоте f_kp ППД (т. е. к частоте, на которой П. у. перестаёт усиливать); при этом частота сигнала должна быть значительно меньшей f_kp. Для получения минимальных шумовых температур (См. Шумовая температура) (10—20 К и менее) применяют П. у., охлаждаемые до температур жидкого азота (77 К), жидкого гелия (4,2 К) или промежуточных (обычно 15—20 К); у неохлаждаемых П. у. шумовая температура 50—100 К и более. Максимально достижимые коэффициент усиления и полоса пропускания П. у. определяются в основном параметрами реактивного элемента. Реализованы П. у. с коэффициентами усиления мощности принимаемого сигнала, равными 10—30 дб, и полосами пропускания, составляющими 10—20% несущей частоты (См. Несущая частота) сигнала.

Лит.: Эткин В. С., Гершензон Е. М., Параметрические системы СВЧ на полупроводниковых диодах, М.. 1964; Лопухин В. М., Рошаль А. С., Электроннолучевые параметрические усилители, М., 1968; СВЧ — полупроводниковые приборы и их применение, пер. с англ., М., 1972; Копылова К. Ф., Терпугов Н. В., Параметрические емкостные усилители низких частот, М., 1973; Penfield P., Rafuse R., Varactor applications, Camb. (Mass.), 1962.

В. С. Эткин.

Эквивалентные схемы параметрических усилителей: а — регенеративного; б — «с преобразованием частоты вверх»; u_вх — входной сигнал с несущей частотой f_c, u_н — напряжение «накачки»; u_вых1 — выходной сигнал с несущей частотой f_c; u_вых2 — выходной сигнал с несущей частотой (f_c + f_н); Tp₁ — входной трансформатор; Тр₂ — выходной трансформатор; Тр₂ — трансформатор в цепи «накачки»; Д — параметрический полупроводниковый диод; L — катушка индуктивности колебательного контура, настроенного на частоту (f_c + f_н); Ф_с, Ф_сн, Ф_н — электрические фильтры, имеющие малое полное сопротивление соответственно при частотах f_c, (f_c + f_н), f_н и достаточно большое при всех других частотах.